Nanomedicin på vej gennem kroppen

(Phys.org) -- Hvilke veje tager nanomedicin efter at de er blevet slugt? Forskere finder en recirkulationsvej for polymere miceller ved hjælp af multimodal ikke-lineær optisk mikroskopi.

Fremskridt inden for farmaceutisk nanoteknologi har givet stadig mere sofistikerede nanopartikler til medicinlevering. Når det administreres oralt, intravenøs, okulære og transkutane leveringsveje, disse nanopartikler kan fremkalde forbedret lægemiddelydelse. En sådan nyligt udviklet nanopartikel er Quaternary Ammonium Palmitoyl Glycol Chitosan (GCPQ), en chitosan-baseret polymer micelle, som kan bruges til at indkapsle lægemidler og øge deres orale absorption og deres intravenøse aktivitet med op til en størrelsesorden. På trods af sit store potentiale, de mekanismer, hvorved GCPQ-miceller - eller andre nanopartikelbaserede leveringssystemer - interagerer med organer på cellulær skala, er endnu ikke klarlagt. Imidlertid, fuld viden om disse mekanismer er en forudsætning for et rationelt design, der optimerer deres ydeevne.

Natalie Laura Garrett og et team af videnskabsmænd fra University of Exeter og UCL School of Pharmacy i London (UK) brugte multimodal ikke-lineær optisk mikroskopi til at undersøge disse mekanismer ved hjælp af deutereret GCPQ leveret oralt til mus.

De kombinerede kohærent anti-Stokes Raman scattering (CARS) mikroskopi, anden harmonisk generation (SHG) og to foton fluorescens (TPF) mikroskopi som en multimodal etiketfri metode. CARS-mikroskopi har mange fordele i forhold til konventionel billeddannelse, herunder:op til flere hundrede mikrometers dybdepenetration i biologisk væv; iboende optisk sektionering og høj rumlig opløsning; etiketfri kemisk specifik kontrast. Når det kombineres med CARS mikroskopi, TPF og SHG tillader detaljeret tredimensionel visualisering af nanopartikler udpeget med subcellulær præcision mod en kompleks biologisk baggrund.

Den multimodale metode blev brugt til at afbilde tre af de vigtigste organer til oral medicinafgivelse:leveren, tarmen og galdeblæren. Ved at gøre det, de demonstrerede for første gang, at oralt administrerede chitosan-nanopartikler følger en recirkulationsvej fra mave-tarmkanalen via enterocytter i villi, passerer ind i blodbanen og transporteres til hepatocytterne og hepatocellulære rum i leveren og derefter til galdeblæren, før de genudsættes i tarmen sammen med galde. Sådan recirkulation kan også forbedre lægemiddelabsorptionen.